由于各生產(chǎn)廠家的生產(chǎn)工藝、人員素質(zhì)等諸方面的原因，以及聚氨酯本身的局限性，在聚氨酯發(fā)泡過程中，或多或少地都會(huì)遇到一些問題。本文試圖系統(tǒng)地從諸多方面作詳盡分析，并力求提出一些解決方案，以期對熱水器生產(chǎn)和組合聚醚營銷有所幫助。

???? 一、 太陽能熱水器生產(chǎn)廠家現(xiàn)狀 按照發(fā)泡工藝，太陽能熱水器生產(chǎn)廠家大體可分為兩種類型：一類為手工澆注型，一類為機(jī)器澆注型。 一般年產(chǎn)量在3000臺以下者，多為手工澆注生產(chǎn)。這些廠家工藝條件簡單，僅有一個(gè)固定內(nèi)膽和外殼的所謂“模具”。而混合方式，條件好的多用轉(zhuǎn)速在1200轉(zhuǎn)/分的手電鉆或臺鉆；條件差的只用一根木棍或類似工具。這些廠家取黑白料時(shí)不稱量，一般用兩只容積相等的容器量取。操作工基本上都不經(jīng)過正規(guī)培訓(xùn)，看幾眼就上崗操作。這些廠家生產(chǎn)時(shí)人為的因素影響較大，黑白料的配比是否準(zhǔn)確，混合是否均勻，都掌握在他們手中。這種廠如果不在管理、質(zhì)量和人員素質(zhì)上下工夫，必將在大浪淘沙般的市場競爭中，逐漸銷聲匿跡。 規(guī)模較大的生產(chǎn)廠采用機(jī)器澆注，其優(yōu)勢是：生產(chǎn)效率高，不浪費(fèi)料，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，改善工作環(huán)境。這種廠家也可分為兩類，一類是高壓澆注型，一類為低壓澆注型。所謂的“高壓機(jī)”，絕非象冰箱冰柜廠的高壓機(jī)那樣理想，一般**壓力不超過5MPa，壓力一般控制在0.5~2Mpa，流量為6Kg/min，溫度控制在35-40℃，料比不可測，溫度只能控制在室溫以上。車間操作工人極少對機(jī)器壓力尤其是流量進(jìn)行調(diào)整，只靠升高或降低溫度來滿足他們對生產(chǎn)效率的要求。至于配比是否正確，混合是否均勻，則不在他們的考慮之列，主要是因?yàn)樗麄儾⒉涣私獍l(fā)泡條件與泡沫性能之間的關(guān)系。 大多數(shù)生產(chǎn)廠用的是以前僅用于聚氨酯包裝泡沫的低壓機(jī)，常見的機(jī)型是北京電子研究中心、上海郁慧、浙江樂清等地生產(chǎn)的，價(jià)格多在三萬元左右。這種機(jī)器的特點(diǎn)是： l 有二個(gè)溫度控制器，分別控制白料和黑料的溫度，對溫度分幾檔調(diào)整，每檔為5℃。 l 輸出壓力不能調(diào)整，且壓力隨空壓機(jī)輸出壓力的波動(dòng)（4~7kg/m3）而變化。 l 通過升高或降低溫度來分別降低或升高粘度從而對流量和料比進(jìn)行粗調(diào)。 因?yàn)閴毫^低，混合效果不理想，料比不可測，生成的泡沫軟，泡孔粗大，甚至呈現(xiàn)局部白局部黑的現(xiàn)象。操作工有時(shí)放棄機(jī)器澆注而改用手工攪拌澆注。采用機(jī)器澆注的生產(chǎn)廠規(guī)模較大，產(chǎn)量較高，在市場上有一定影響，他們對生產(chǎn)效率和泡沫質(zhì)量要求較高，如對泡沫強(qiáng)度、泡孔細(xì)密程度、泡沫收縮率等有較嚴(yán)格的要求。一方面是簡陋的機(jī)器和工藝，一方面是對質(zhì)量近乎苛刻的要求，這之間的矛盾是顯而易見的。

????? 二、常見問題及其解決方案

???? 1、 收縮

太陽能熱水器的泡沫收縮是生產(chǎn)廠家*為關(guān)注的焦點(diǎn)問題，根據(jù)成因可分為下列兩種類型

1.1因聚氨酯泡沫自身特性而形成的收縮不可避免 太陽能熱水器的聚氨酯保溫完全是敞開式的自由發(fā)泡，除受大氣壓作用外，不受其他任何壓力的作用，所以填充密度實(shí)際就是自由泡密度。而聚氨酯泡沫要求欲填充空間在凝膠時(shí)間之前完全填滿，凝膠時(shí)間之后，雖然泡沫體積仍在繼續(xù)膨脹，但凝膠之后形成的泡沫，泡孔明顯拉長，其物理機(jī)械性能很差（多次澆注的發(fā)泡方式使得這種不良泡沫所占比例增大）。一般來說，凝膠時(shí)間的90%被認(rèn)為是填充時(shí)間的上限。而太陽能熱水器的發(fā)泡工藝對凝膠之后的體積膨脹無法控制，這就導(dǎo)致泡沫從發(fā)泡成型時(shí)的**溫度（約130—150℃），慢慢降至室溫過程中發(fā)生了不可避免的收縮。這是自然萬物熱脹冷縮的特性在聚氨酯硬泡上的表現(xiàn)，模壓泡也有輕微收縮就是明證。本文稱之為“正常收縮”，這部分的收縮較小。而自由發(fā)泡帶來的不良泡沫使得該特性表現(xiàn)得尤為突出，這部分的收縮較大。解決這一問題只能通過改進(jìn)發(fā)泡工藝來適應(yīng)PU的這一特性。而太陽能發(fā)泡工藝的現(xiàn)實(shí)情況，決定了這一問題在今后的一段時(shí)間內(nèi)依舊會(huì)長期存在。

1.2所謂“脫皮”、“脫殼”、“抽出一條脊梁骨”等都是因?yàn)榕菽湛s引起的，除由于PU自身的特性引起收縮外，以下幾點(diǎn)也能加大泡沫收縮的程度。

（l） 泡沫密度低 如自由泡密度低于28Kg/m3,制品泡沫芯密度低于32 Kg/m3。

（2） 料比偏差大 絕大多數(shù)機(jī)器的固定料比為***，因各廠家白料的粘度相去甚遠(yuǎn)，造成實(shí)際料比與機(jī)器固定料比不符，這可從機(jī)器泡與手工泡密度的差別粗略看出。當(dāng)白料過量時(shí)表現(xiàn)為泡沫密度低，顏色發(fā)白，泡沫強(qiáng)度下降，手感軟，氣溫低時(shí)尤其容易收縮。當(dāng)黑料過量時(shí)，泡沫密度高，顏色深，泡沫強(qiáng)度高，手感硬而脆。這時(shí)應(yīng)立即設(shè)法核對料比、過濾器是否堵塞、壓力溫度指示是否正常，確保黑白料比例的正確性。

?（3）黑白料混合不勻，輕則泡沫顏色變深，泡孔粗大，重則泡沫顏色不勻，出現(xiàn)不規(guī)則的花斑或花紋。這是因?yàn)榫植堪琢线^量（導(dǎo)致泡沫收縮），局部黑料過量造成的。出現(xiàn)這種情況時(shí)，手工澆注的應(yīng)盡量避免采用人工攪拌，建議使用轉(zhuǎn)速大于1200轉(zhuǎn)/分的電鉆攪拌；機(jī)器澆注應(yīng)立即檢查混合頭工作是否正常，壓力指示是否穩(wěn)定。

?（4）發(fā)泡車間環(huán)境溫度低，發(fā)泡反應(yīng)***溫度為20—25℃。應(yīng)盡量保證發(fā)泡車間室溫在15℃以上，而且在發(fā)泡后的制品應(yīng)在室內(nèi)（冬季有高溫熟化區(qū)更佳）停留一段時(shí)間，待泡沫熟化后再移至氣溫較低的倉庫。

?（5）外殼的材質(zhì)和厚度也是關(guān)鍵因素。不銹鋼比防銹鋁收縮小，鋼板厚度≥0.4mm時(shí)，泡沫密度對收縮問題影響不明顯；鋼板厚度≤0.3mm時(shí)，自由泡密度應(yīng)大于33 Kg/m3；鋼板厚度在0.3-0.4mm之間，自由泡密度應(yīng)高于30 Kg/m3?？傊摪宀牧显胶?，收縮越小。

可供參考的一些解決方法

（l） 在水箱外殼內(nèi)壁（一般在安裝集熱管的另一側(cè)）涂抹黃油作脫模劑，讓泡沫與外殼自然脫開（并且脫開的位置發(fā)生在不引人注意的背面），以免泡沫收縮時(shí)將外殼一起抽進(jìn)去，形成一道大煞風(fēng)景的“脊梁骨”。

（2） 在水箱內(nèi)膽的外皮上涂抹黃油或粘貼塑料薄膜，讓PU泡沫收縮時(shí)同內(nèi)膽自然分離，從外表來看，收縮率有明顯的降低。這是到目前為止減少表面收縮的**的辦法。

這僅僅是些表面文章，要徹底解決問題并不這么簡單，需要從工藝上作很大的改進(jìn)。

（4） 將夾具改為模具。

（5） 內(nèi)膽要加厚，如搪玻璃碳鋼內(nèi)膽，使之能承受較高的發(fā)泡壓力。

（6） 采用一次發(fā)泡工藝，過量填充，徹底消除拉絲后形成的不良泡沫。

2、 穿孔

割開或掰開泡沫，可以看到一些分布不均的小如豆粒、大如魚漂的長泡孔，俗稱“穿孔”。穿孔普遍存在于泡沫之中，機(jī)器泡、模壓泡中少一些，手工泡、自由泡中比較多；緩慢形成的泡沫中少一些，快速形成的泡沫中多一些，嚴(yán)重者可長達(dá)10mm。

穿孔的主要成因有兩個(gè)：

（1）混合時(shí)卷進(jìn)空氣，因發(fā)泡液粘度增長快，空氣來不及逃走，沿發(fā)泡方向形成拉長的泡孔；

（2）“氟利昂空洞”，發(fā)泡過程中發(fā)泡劑受熱汽化，一部分揮發(fā)到空氣中損失了，一部分封閉在泡孔中，還有少部分氟利昂合在一起，形成了“氟利昂空洞”，表現(xiàn)為穿孔現(xiàn)象。泡沫中的穿孔又稱“泡沫癌癥”，是PU泡沫又一無法徹底解決的問題，但可通過改用機(jī)器澆注緩解。

3．?dāng)D扁內(nèi)膽

原因分析

（l） 密度大，發(fā)泡壓力相應(yīng)增加。

（2） 后期固化速度快，短時(shí)間內(nèi)積聚力量大。組合聚醚中含三聚催化劑時(shí)此現(xiàn)象尤為明顯。

（3）注料不均勻。每次澆注的泡沫不在同一平面上起發(fā)，致使發(fā)泡壓力分布不均勻。 (4) 水箱內(nèi)膽材質(zhì)薄或厚度分布不均勻，不能承受較大的發(fā)泡壓力。

?解決方法

(l) 適當(dāng)減緩固化速度，提高發(fā)泡液的流平性，使之能夠均勻地鋪平在待發(fā)泡空間的底面上，使水箱內(nèi)膽圓周面承受均勻的發(fā)泡壓力。

?(2) 增加水箱內(nèi)膽的厚度（安全厚度至少在0.3mm以上）。

（3）改一次澆注為多次澆注（具體次數(shù)視機(jī)型和流量而定），可降低發(fā)泡壓力。

4、泡沫開裂?

此現(xiàn)象一般在冬季發(fā)生。造成該問題的原因有：

（l） 發(fā)泡液凝膠以后生成的泡沫泡孔被拉長，物理機(jī)械性能惡化，缺乏足夠的尺寸穩(wěn)定性，低溫下嚴(yán)重收縮，甚至開裂。

（2） 泡沫內(nèi)外溫差太大，尤其在冬季，泡沫外層已經(jīng)固化，內(nèi)層仍在起發(fā)而引起脹裂。當(dāng)發(fā)泡液反應(yīng)時(shí)間過快、密度偏大時(shí)此現(xiàn)象更易發(fā)生。應(yīng)適時(shí)調(diào)整配方，延長固化時(shí)間（可延長散熱時(shí)間，降低泡沫內(nèi)部溫度），增大交鏈度。并且發(fā)泡車間的環(huán)境溫度應(yīng)保證在**溫度要求之上。

?5、其它常見問題及解決方法

（1） 起發(fā)速度慢 一般出現(xiàn)在秋冬季節(jié)或早晨生產(chǎn)時(shí)，因氣溫太低所致。將環(huán)境溫度或黑料溫度升高即可。

（2） 起發(fā)速度快 一般出現(xiàn)在春夏季節(jié)或中午生產(chǎn)，因氣溫太高所致?？蓪⒑诎琢嫌美渌鋮s，存放時(shí)放置陰涼處，避免陽光直曬。

（3） 泡沫發(fā)軟 密度偏低或黑白料比例失調(diào)所致。前者應(yīng)增加密度，后者在糾正料比后自然會(huì)得到解決。

（4） 泡孔粗大且泡沫脆 是因?yàn)楹诎琢匣旌喜痪鶆蛞?。手工澆注的，可采用轉(zhuǎn)速高于1200轉(zhuǎn)/分的手電鉆或電機(jī)安裝攪拌頭攪拌；機(jī)器澆注的，應(yīng)立即檢查混合頭工作是否正常，壓力指示是否穩(wěn)定，通過對其調(diào)整而得以解決。

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